Una teoria del tot excepcionalment simple

Archiu:E8theory.svg

Una teoria del tot excepcionalment simple

Archiu:AntonyGarrettLisi.jpg

A. Garrett Lisi és el físic que va escriure l'artícul "Una teoria del tot excepcionalment simple".

Una teoria del tot excepcionalment simple (en anglés: An Exceptionally Simple Theory of Everything) és el títul d'un artícul de física teòrica enviat a arXiv library el 6 de novembre de 2007 per Antony Garrett Lisi. El seu Teoria del tot afirma que pot unificar tots els camps del model estàndar en la gravetat utilisant una ret de 248 punts (ret de geometria I₈). Encara no s'ha somés a una revisió per parells ni publicada en cap revista científica acadèmica; no obstant, ha produït un gran revol i reaccions variades, a l'hora que ha atret l'interés del públic pel mateix i pel seu autor. Lisi advertix que la teoria està incompleta i que «terminarà sent la correcta o be una especulació errònea». Aixina que, a diferència de la majoria de les teories de cordes, és verificable en un futur pròxim, quan el Gran Colisionador de Hadrones comence a estar operatiu.

El títul és una paronomasia matemàtica sobre la classificació de la geometria I₈, com grup simple i com grup excepcional.

Panorama global

D'acort en Lisi, les matemàtiques que conseguiren descriure l'univers s'expressarien en una bella estructura matemàtica unificada, concisa i elegant i al mateix temps consistent en l'experiència. En la teoria de camp, totes les propietats observables de les partícules fonamentals es poden comprendre com a resultat d'operacions que actuen en un camp la base del qual és el conjunt d'estats quàntics permesos. Les matemàtiques de tals camps es rigen per certes regles (és dir, les relacions de conmutación que definixen cóm es permet que interactuen les partícules) i ademés es deu especificar un principi matemàtic, conegut com el principi d'acció, que rig la forma en que els estats poden evolucionar en el temps. Prèviament, la teoria quàntica de camp havia segut capaç d'identificar les propietats del model estàndar de les partícules elementals en correspondència en les matemàtiques dels ben coneguts grups de Lie, específicament el SU(3) per a la Força nuclear forta i la SU(2) x O(1) per a la força electrodébil. Ademés, les matemàtiques de la relativitat general són equivalents a les del grup de Lorentz, SO(3,1).

El treball de Lisi identifica un mecanisme pel qual les matemàtiques de totes les forces a les que nos hem referit abans i les seues partícules fonamentals associades queden incloses dins del marc matemàtic de les matemàtiques I₈, que és el major dels grups de Lie simples. També especifica una acció per a l'estructura resultant que, si fora correcta, proporcionaria el marc per a la coevolución de les interaccions quàntiques i gravitacionals, proporcionant una solució per al problema de la gravetat quàntica. ya que l'acció que especifica conté les relacions normals tant de la mecànica quàntica com de la relativitat, este aspecte de la teoria és intrínsecament consistent en abdós regnes de la física establida en els llímits a on cada una d'elles és aplicable per separat. Ademés, una conseqüència natural de l'ensayabilidad en I₈ és que tindria que haver exactament tres famílies de fermiones. La presència de les tres famílies està ben establida experimentalment, pero el Model estàndar no nos proporciona una explicació de per qué hi ha exactament tres.

Esta inclusió de Lisi no admet paràmetros lliures. Prediu necessàriament com a conseqüència d'esta inclusió i de l'estructura d'I₈ el número exacte de les partícules fonamentals, totes les seues propietats, les seues masses, les forces entre elles, la naturalea de l'espai-temps i la constant cosmológica. Es força a que les propietats de la mecànica quàntica siguen certes per construcció, mentres que les masses tindrien que ser determinables, en principi, per medició del valor esperat dels estats fonamentals del component de Higgs d'este camp. No obstant, els càlculs que es requerixen per a efectuar açò són extremadament complicats i no han segut intentats abans de la publicació. Ademés, l'unificació de Lisi és provable que no siga l'única possible. L'autor va unificar els térmens de la mecànica quàntica dins d'I₈ d'un modo que minimisa la mescla entre estats. És provable que es puguen construir atres inclusions "menys elegants" que unirien la mecànica quàntica i la relativitat dins d'I₈ pero que donaren lloc a prediccions diferents per a les masses de les partícules. Lisi advertix que la seua teoria és incompleta. «La teoria és molt jove i encara es troba en desenroll. Ara mateixa, assignaria una provabilitat baixa (pero no insignificant) per a esta predicció.» «Est és un tipo de teoria del tot o res, ya que acabarà sent totalment correcta o espectacularment errònea. Soc el primer en admetre que açò és un bon intent. Pero no està dita l'última paraula fins que el LHC termine de parlar».

Noves partícules

En la teoria de Lisi, existirien 20 elements a partir dels 248 elements base del grup de Lie I₈ que no correspon en partícules o forces conegudes. Açò requeriria l'existència de noves interaccions i partícules, encara que el número exacte de noves partícules dependria de la mescla d'estos estats bàsics en els de les partícules convencionals conegudes (tal mescla es definix exactament per l'estructura d'I₈ pero encara no ha segut determinada). Els nous camps inclouen dos nous números quàntics en el model de Pati-Salam, un nou escalar de Higgs, aixina com nous camps que mesclen els leptones i els quarks i té forces que varien depenent de la família de fermiones. Per tot açò, la teoria també prediu la descomposició del protón. Per a ser consistent en les observacions prèvies, Lisi sugerix que les masses d'algunes de les partícules extra resultants serien necessàriament massa grans per a haver segut observades pels actuals acceleradors de partícules. La massa d'a lo manco una d'estes partícules estaria teòricament dins del ranc detectable del LHC que ya es troba en servici.

Vore també

• ArXiv
• Camp espinorial
• Grup de Lie
• E8 (matemàtiques)
• Politopo E8
• Teoria del tot
• Superfuerza